如图所示,内壁光滑的轨道ABCDEF是由两个半径均为R的半圆轨道和两长度均为L=R直轨道良好对接而成,固定在同一竖直平面

如图所示,内壁光滑的轨道ABCDEF是由两个半径均为R的半圆轨道和两长度均为L=R直轨道良好对接而成,固定在同一竖直平面内.一质量为m的小球(可视为质点)始终能沿轨道ABCDEF的内壁运动,已知B、E为轨道的最高和最低点,重力加速度为g,求:
(1)若小球恰能过B点,此时小球的速度大小;
(2)小球经过E、B两点时对轨道的压力差.
一意云烟 1年前 已收到1个回答 举报

lgh0324 幼苗

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解题思路:(1)小球恰能过最高点,则重力提供向心力,根据向心力公式即可求解;
(2)小球经过BE两点时,合外力提供向心力,根据向心力公式列式,从B到E的过程中,根据动能定理列式,联立方程即可求解.

(1)小球恰能过最高点,则重力提供向心力,有:
mg=m
v2
R
解得;v=
gR
(2)小球经过B点时,合外力提供向心力得:NB+mg=m
v2
R ①
小球经过E点时,合外力提供向心力得:NE-mg=m
v′2
R②
从B到E的过程中,根据动能定理得;[1/2mv′2−
1
2mv2=mg(2R+L)③
其中L=R④
联立①②③④得:△N=NE-NB=8mg
答:(1)若小球恰能过B点,此时小球的速度大小为
gR];(2)小球经过E、B两点时对轨道的压力差为8mg.

点评:
本题考点: 向心力;牛顿第二定律.

考点点评: 该题是动能定理及圆周运动向心力公式的直接应用,要抓住恰好到达最高点的隐含条件是由重力来提供向心力,难度不大,属于基础题.

1年前

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